Mi az az optikai kábel

Az optikai kábeleket ma széles körben használják adatátvitelre. Az informatika egyes területein teljesen felváltották a hagyományos, fém vezetékeken alapuló kommunikációs vonalakat. Az optikai vonalak különösen akkor hatékonyak, ha nagy mennyiségű adatot kell nagy távolságra továbbítani.

A száloptika fizikai alapjai

Az optikai szál működésének fizikai elvei a teljes visszaverődés elvén alapulnak. Ha két különböző törésmutatójú közeget veszünk n₁ és n₂, és n₂<n₁ (például levegő és üveg vagy üveg és átlátszó műanyag) és engedjünk egy fénysugarat α szögben a felülethez, akkor két esemény következik be.

A bal felső sarokban (a nyíl mentén) indított sugár (az ábrán pirossal jelölve) részben megtörik, és n törésmutatójú közegen megy keresztül.₂ α szög₁<α - a nyalábnak ezt a részét szaggatott vonal jelzi.A sugár másik része ugyanabban a szögben visszaverődik a felületről. Ha a sugarat kisebb β szögben bocsátjuk ki (az ábrán a zöld sugár), akkor ugyanez történik - részleges visszaverődés és részleges fénytörés β szögben.₁.

Ha az α beesési szöget tovább csökkentjük (kék nyaláb az ábrán), akkor a sugár megtört része szinte párhuzamosan „csúszhat” a média interfészével (kék szaggatott vonal). A beesési szög további csökkenése (a β szögben beeső zöld sugár) minőségi ugrást okoz - a megtört rész hiányzik. A sugár teljesen visszaverődik a két közeg közötti interfészről. Ezt a szöget a teljes visszaverődés szögének, magát a jelenséget pedig teljes visszaverődésnek nevezzük. Ugyanez figyelhető meg a beesési szög további csökkenésével is.

Optikai szálas eszköz

Az optikai szál erre az elvre épül. Két különböző optikai sűrűségű koaxiális rétegből áll.

Ha egy fénysugár a fényvisszaverődési szögnél nagyobb szögben lép be a szál nyitott végébe, az teljesen visszaverődik két különböző törésmutatójú közeg érintkezési határvonaláról, minden "ugrásnál" alacsony csillapítás mellett.

Az optikai szál külső része műanyagból készült. A belső is készülhet átlátszó műanyagból, majd kellően nagy szögben hajlítható (akár gyűrűvé is tekerhető, és a bejutó fény az optikai tulajdonságaitól függően továbbra is csillapítással halad át egyik végéről a másikra a műanyag és a fényvezető hossza). Azoknál a gerinckábeleknél, ahol a rugalmasság nem olyan fontos, a belső mag általában üvegből készül.Ez csökkenti a csillapítást, csökkenti a szál költségét, de érzékeny lesz a hajlításokra.

Az optikai vonal áteresztőképességének növelése érdekében a szálat két- vagy többmódusú változatban állítják elő. Ehhez a mag keresztmetszetét 50 mikronra vagy 62,5 mikronra növelik (szemben az egymódusú 10 mikronnal). Egy ilyen optikai szálon keresztül egyidejűleg két vagy több jel is továbbítható.

Az optikai átviteli vezeték ezen felépítése bizonyos hátrányokkal jár. Az egyik az egyes jelek eltérő útja által okozott fényszóródás. Úgy tanulták meg kezelni, hogy egy gradiens (középtől a szélek felé változó) törésmutatójú magot készítettek. Ennek köszönhetően a különböző nyalábok útvonalai korrigálódnak.

A többmódusú szálas kábeleket elsősorban helyi hálózatokhoz (ugyanabban az épületben, egy vállalaton belül stb.), az egymódusú szálas kábeleket pedig fővonalakhoz használják.

Fiber vonal eszköz

A FOCL LED vagy lézer által generált fényjelet továbbít. Az adóban elektromos jel keletkezik. A végberendezésnek elektromos impulzusok formájában is jelre van szüksége. Ezért az eredeti adatokat kétszer kell átalakítani. Az ábrán egy optikai vezeték egyszerűsített diagramja látható.

Az adó jelét fényimpulzusokká alakítják, és optikai vonalon továbbítják. Az adóoldali emitterek teljesítménye korlátozott, ezért hosszú vonalakon bizonyos időközönként olyan eszközöket telepítenek, amelyek kompenzálják a csillapítást - optikai erősítők, regenerátorok vagy jelismétlők.A vevő oldalon van egy másik átalakító, amely az optikai jelet elektromos jellé alakítja át.

Optikai kábel kialakítás

Az optikai vonal megszervezéséhez különálló szálakat használnak egy optikai kábel részeként. Kialakítása a távvezeték céljától és a fektetési módtól függ, de általában több szálat tartalmaz egyedi védőbevonattal (karcolásoktól és mechanikai sérülésektől). Az ilyen védelmet általában két rétegben hajtják végre - először egy összetett héj, és a tetején - egy további műanyag vagy lakk bevonat. A szálak egy közös köpenybe vannak zárva (mint a hagyományos elektromos kábelek), amely meghatározza a kábel terjedelmét, és figyelembe veszi a vezetéket működés közben kifejtett külső hatásokat.

Kábeltálcákba fektetéskor problémát jelent a vezetékek rágcsálók elleni védelme. Ebben az esetben olyan kábelt kell választani, amelynek külső burkolata acélszalaggal vagy huzalpáncéllal van megerősítve. Az üvegszálakat sérülés elleni védelemként is használják.

Ha a kábelt csőben helyezik el, nincs szükség megerősített köpenyre. A fémcső megbízhatóan véd az egerek és patkányok fogai ellen. A külső héj könnyűvé tehető. Ez megkönnyíti a kábel meghúzását a cső belsejében.

Ha vezetéket kell fektetni a talajba, a védelmet korrózióvédett drótpáncél vagy üvegszálas rudak formájában hajtják végre. Nemcsak a nyomással, hanem a nyújtással szemben is nagy ellenállást biztosít.

Ha a kábelt tengeri területeken, folyókon és más vízzárókon, mocsaras talajon stb. kell fektetni, további védelmet kell alkalmazni alumínium-polimer szalaggal. Így akadályozzák meg a víz bejutását.

Ezenkívül sok kábel egy közös köpenyben a következőket tartalmazza:

• megerősítő rudak, amelyek a szerkezet nagyobb szilárdságát biztosítják külső mechanikai hatások és a vezeték termikus megnyúlása során;
• töltőanyagok - műanyag szálak, amelyek kitöltik az üres területeket a szálak és más elemek között;
• erőrudak (céljuk a húzóterhelés növelése).

Nagy fesztávolság esetén a vezetéket kábelre függesztik fel, de vannak önhordó kábelek. A tartó fémkábel közvetlenül a héjba van beépítve.

Az optikai vezetékek külön típusaként meg kell említeni az optikai patch kábelt. Ez a kábel egy vagy két szálat (egymódusú vagy kettős módú) tartalmaz, amelyek közös burkolatba vannak zárva. A kábel mindkét oldalán csatlakozókkal van felszerelve a csatlakoztatáshoz. Az ilyen kábelek rövidek, és berendezések rövid távolságra történő csatlakoztatására vagy a kabineten belüli kommunikáció lefektetésére szolgálnak.

Az optikai kábelek előnyei és hátrányai

Az optikai kábelek kétségtelen előnyei, amelyek meghatározták az ilyen kommunikációs vonalak széles körű elterjedését, a következők:

• magas zajállóság - a fényjelet nem befolyásolja a háztartási és ipari elektromágneses sugárzás, és maga a vonal nem bocsát ki (ez megnehezíti a továbbított információhoz való jogosulatlan hozzáférést, és nem okoz elektromágneses kompatibilitási problémákat);
• teljes galvanikus leválasztás a vevő és adó oldal között;
• alacsony csillapítási szint - sokkal kisebb, mint a vezetékes vonalaké;
• hosszú élettartam;
• nagy áteresztőképesség.

A modern valóságban az is számít, hogy a kábel ne vonzza a fémtolvajokat.

Az optika nem hibátlan. Mindenekelőtt ez a telepítés és a csatlakoztatás bonyolultsága, amely speciális berendezéseket, szerszámokat és anyagokat igényel, valamint fokozott követelményeket támaszt a vezetékek telepítésében és karbantartásában részt vevő személyzet képesítésével szemben. A FOCL legtöbb hibája telepítési hibákhoz kapcsolódik, amelyek nem feltétlenül jelentkeznek azonnal. Kezdetben magának a vezetéknek a költsége is magas volt, de a technológia fejlődése lehetővé tette ennek a hátránynak a versenyszintre történő kiegyenlítését.

Az optikai kommunikációs vonalak komoly ágazatot foglaltak el a kommunikációs anyagok piacán. Belátható időn belül nem látnak komoly alternatívát, hacsak nem történik technológiai áttörés.

Hasonló cikkek: